Контрольная работа по "Товароведению"

      3. Калорический расчет.

      Калорический  расчет производится с целью определения  общего  теплопритока  в  камеру.  Общий  теплоприток  в  камеру  является суммой отдельных теплопритоков:

      Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ , где

      Q₁ – теплоприток через ограждения, Вт;

      Q₂ – теплоприток от продуктов и тары, Вт;

      Q₃ – теплоприток от вентиляции, Вт;

      Q₄ – эксплуатационные теплопритоки, Вт.

      Теплоприток  через  какое-либо  ограждение  определяется  по формуле:

      Q_1i = K_i * F_i * (t_i – t_в), где

      Q_1i – теплоприток через i-е ограждение, Вт;

      К_i – коэффициент теплопередачи i-го ограждения, Вт/(м²*К);

      F_i – теплопередающая поверхность i-го ограждения, м²;

      t_i –  температура  среды (воздуха  или  грунта),  граничащей  с внешней поверхностью i-го ограждения, ˚С;

      t_в – температура воздуха в камере, ˚С.

        Расчет  теплопритоков  через   ограждения  камеры    представим  в таблице 3.

      Таблица 3 - Теплопритоки через ограждения камеры

 

      Примем  коэффициенты  теплопередачи  ограждений.

      Для пола холодильной камеры, граничащего  с грунтом, можно принять К = 0,25 Вт/(м²⋅К); коэффициент теплопередачи стен подвала, граничащих с грунтом – 0,47 Вт/(м²⋅К).

      Теплопередающую  поверхность  ограждений  в  данной  работе можно определить по внутренним размерам охлаждаемой камеры.

      Высоту  камеры возьмем равной 2,4 м. Рассчитаем F_i и занесем в таблицу.

      Притоки теплоты от продуктов и тары определяются по формуле:

      Q₂ = (G_пр * С_пр + G_м * С_м) * (t_н – t_к) * 1 / τ_охл * 3600,где

      Q₂ – теплоприток от продуктов и тары, Вт;

      G_пр , G_м – суточное  поступление в камеру  охлаждаемого  продукта и тары соответственно, кг/сут.;

      С_пр ,С_м – удельная  теплоёмкость  продукта  и тары  соответственно, Дж/(кг⋅К);

      t_н , t_к – начальная и конечная (после охлаждения)  температура продукта и тары соответственно, ˚С;

      τ_охл – время охлаждения, ч.

      Суточное  поступление  охлаждаемых  продуктов  принимают  в зависимости  от  продолжительности  их  хранения.  Если  продукты должны храниться в камере один-два дня, то G_пр рекомендуется принимать равным 100 %, при 3-4-дневном хранении – 60 % и при хранении свыше четырех дней (но не более 10) – 40 % ёмкости камеры.

      Суточное  поступление тары в расчетах принимают: деревянной и стальной – 20 %, картонной  – 10 %, стеклянной – 100 % от суточного  поступления продукта.

      Удельную  теплоёмкость тары (Дж/(кг⋅К) можно принимать в среднем:  деревянной – 2500,  стеклянной – 835,  картонной – 1460, стальной – 460.

      Конечная  температура продукта может быть принята на 1…2˚С выше температуры воздуха в камере, то есть:

      t_к = t_в + (1…2), ˚С.

      Время охлаждения продуктов (τ_охл) в общем случае может быть различным и зависит в первую очередь от характера конвекции воздуха в камере.

      В данной работе, ориентируясь на свободную  конвекцию, можно принять τ_охл = 24 ч.

      Температура поступающих продуктов  зависит  от предприятия-поставщика (холодильник,  охлаждаемые  и  неохлаждаемые  базы, пищевые предприятия и т.д.), вида транспорта и расстояния перевозки, температуры наружного воздуха  и других условий.

      При доставке охлажденных продуктов  специальным изометрическим  транспортом  из  распределительных  холодильников  или  охлаждаемых  баз  температуру  продуктов,  поступающих  в  камеру, можно принимать для средней  и северной климатических зон  равной 6…8˚С, для южной – 10…12˚С.

      Итак, Q₂ = (110 * 0,6 * 2,82 + 110 * 0,1 * 1,46) * (7 – 1) * 1 / 24 * 3600 = (186,12 + 16,06) * 6 * 1,157 = 1403,53 Вт.

      Приток  теплоты от вентиляции определяется по формуле:

      Q₃ = V * а * р * (i_н – i_в) * 1 / 24 * 3600, где

      Q₃ – теплоприток от вентиляции, Вт;

      V –  объём вентилируемой камеры, м³;

      a – кратность вентиляции, сут – 1;

      ρ – плотность воздуха при температуре  камеры, кг/м³;

      i_н , i_в – теплосодержание (энтальпия) воздуха наружного и внутри камеры соответственно, Дж/кг.

      Чаще  всего  вентиляцию  предусматривают  в  камерах  хранения овощей  и  фруктов,  выделяющих  при  дыхании  вредные  вещества,  и при хранении продуктов, имеющих специфические запахи.

      Кратность вентиляции охлаждаемых камер принимают  обычно от 1 до 4 в сутки.

      Плотность воздуха зависит в первую очередь  от температуры и может быть подсчитана по формуле:

      Ρ =  1,293 * 273 / 273+  t_в, где

      ρ – плотность воздуха, кг/м;

      1,293 – плотность воздуха при нормальных  условиях, кг/м³;

      t_в – температура воздуха в охлаждаемой камере, ˚С.

      Ρ =  1,293 * 273 / 273 +  0 = 1,293.

      Примем  теплосодержание воздуха в зависимости  от его температуры и влажности:

      Если  в камере вентиляция не предусмотрена, Q₃ = 0.

      Так, как для охлаждения мяса вентиляция не требуется то Q₃ = 0.

      Эксплуатационные  теплопритоки Q₄  при расчете холодильников предприятий  торговли  обычно не  рассчитывают,  а принимают  в  зависимости  от  теплопритока  через  ограждения (Q₁)  и площади камеры (F)

      Q₄ = 0,4Q₁ при F < 10 м²;

      Q₄ = 0,3Q₁ при 10≤ F ≤ 20 м²;

      Q₄ = 0,2Q₁ при F >20 м².

      В нашем случае, Q₄ = 0,4Q₁ так как площадь F = 5,5м², а это меньше  10м².

      Следовательно, Q₄ = 0,4 * 227,775 = 91,11 Вт.

      Тогда, Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ = 227,775+1403,53+0+91,11Вт = 1722,415 Вт.

      4. Выбор холодильной машины.

      При  проектировании  холодильников  предприятий  торговли ориентируются  на  фреоновые  холодильные машины  с непосредственной системой охлаждения.

      Потребная  холодопроизводительность  холодильной машины  с учетом  потерь  холода  и рекомендуемого  коэффициента  рабочего времени компрессора (холодопроизводительность брутто) определяется по формуле:

      Q_{0 брутто} = Ψ * Q / в,

      где   – Q_{0 брутто}-  потребная холодопроизводительность машины, Вт;

      Q –  суммарный  теплоприток   в  камеру,  определяемый  в  результате калорического расчета, Вт;

      Ψ  –  коэффициент,  учитывающий  потери  холода  в  установке,  равный 1,07  для  системы  непосредственного  охлаждения;

      в –  коэффициент  рабочего  времени  компрессора,  характеризующий цикличный характер его работы.

      Для мелких и малых холодильных машин, используемых обычно  на  предприятиях  торговли,  коэффициент  рабочего  времени  компрессора рекомендуется в пределах 0,4…0,75. При определении потребной  холодопроизводительности  машины  согласно  формуле необходимо  принять максимальное  значение  этого коэффициента, то есть  в = 0,75.

      Итак, Q_{0 брутто} = 1,07 * 1722,415 / 0,75 = 2457,31 Вт.

      Для  охлаждения  камеры  должна  быть  выбрана  такая  машина, холодопроизводительность  которой (она называется  рабочей холодопроизводительностью)  была  бы  равна или несколько превышала значение, полученное по формуле. Поскольку холодопроизводительность машины зависит от режима её работы, то для сравнения  машин  введено  понятие «стандартная  холодопроизводительность». Стандартной называется холодопроизовдительность машины при определенном (стандартном) режиме её работы Q_{0 брутто}.

      Именно  эта  стандартная  холодопроизводительность  и приводится в каталогах холодильных машин. Принимая во внимание, что поддержание  околонулевых  температур (от – 3  до + 6˚С)  является режимом, близким к стандартному, в данной работе приемлемо выбирать холодильные машины по стандартной холодопроизводительности.

      Итак, выберем фреоновую холодильную машину, марки   МВВ4-1-2, холодопроизводительностью 3500 Вт.

      После того как холодильная машина выбрана, необходимо проверить  значение  коэффициента  рабочего  времени  компрессора  по формуле:

      в = Ψ * Q / Q₀, где

      Q₀ – холодопроизводительность  выбранной холодильной машины, Вт.

      в = 1,07 * 2457,31 / 3500 = 0,75.

      Коэффициент рабочего времени, как указывалось  выше, должен иметь  значение от 0,4 до 0,75. Малая величина коэффициента рабочего времени (в < 0,4) указывает на то, что принята холодильная машина  завышенной холодопроизводительности. Другой крайний случай (в > 0,75) говорит о том, что выбранная машина по холодопроизводительности недостаточна. В том и другом случае необходимо выбрать другую холодильную машину, коэффициент рабочего времени которой удовлетворял бы требуемым значениям.

      Итак, фреоновая холодильная машина, марки   МВВ4-1-2, холодопроизводительностью 3500 Вт выбрана, верно.

      5. Техническая характеристика холодильной  машины.

      Приведем  техническую характеристику холодильной  машины в таблице 4.

      Таблица 4 - Техническая характеристика холодильной  машины МВВ4-1-2